德國電力系統創新招標，充分釋放可再生能源和共址儲能的潛力

德國創新招標機制正處于十字路口，盡管德國的太陽能招標市場正在蓬勃發展，但其限制性設計導致了光伏發電與儲能協同項目的數量較少，限制了其經濟效益。

為確保創新招標的長期成功并為用戶創建一個具有更高成本效益的能源系統，共享儲能項目的開發商需要看到更強的業務案例和投資回報。允許儲能系統從電網充電并從電力批發市場參與中獲得額外收入，將改善項目經濟性，并有潛力降低德國日益增加的可再生能源棄風棄光成本。行業領先的儲能技術和智能資產性能管理軟件可以使資產所有者最大化其市場投資回報。

自2020年以來，德國聯邦網絡署（BNetzA）一直舉辦每半年一次的容量招標，目標是建設額外的混合發電，包括與基于電池的儲能系統相連的光伏電站和風電場。該機構已確定了將波動的可再生能源生產與儲能技術相結合的需求，以更有效地集成綠色能源并改善電網管理。通過創新招標，它計劃于2028年前向分布式儲能系統開發商授予高達4GWh的合同。

招標機制本質上是有缺陷的，因為它不允許儲能參與所有可用的能源和輔助服務市場。這使業務案例依賴于上網電價，而不是讓業主最大化投資回報。2022年12月和2023年5月的招標輪次證明了這一點，在潛在的800MW中，它只授予了不到100MW的協同項目。然而，隨著上網電價的增加，最近的一次招標在9月份顯示出更大的興趣，授予全部400MW的容量。最大設備規模從20MW增加到100MW也可能促成了對創新招標機制的重新關注。具有更好規模經濟的大型裝置能夠參與其中并在2023年5月和9月的招標中獲得批準。

在行業內，固定上網電價轉變為浮動市場溢價的決定在2022年12月第一次招標輪次失敗前備受爭議。上網電價結構不如監管機構BNetzA確立的絕對上限重要。這兩項新規則都是在通脹壓力（主要因烏克蘭戰爭導致）開始對能源行業造成影響的時候實施的，可再生能源開發商面臨前所未有的高昂材料成本。隨著通脹率觸發利率上升，可再生能源項目的資本成本也在上升。因此，項目融資的第二個主要變量發生了重大變化，需要在招標設計中考慮進去。

意識到有必要干預，BNetzA于2023年3月宣布將混合光伏供電電池系統的最高上網電價提高25%至9.18歐分/KWh。2023年5月的招標獲得了更多報價，但仍不足以令更多項目通過。巴登-符騰堡州太陽能和氫能研究中心（ZSW）開展的研究表明，2025年投入運行的混合發電廠的平均成本為10.40歐分/KWh，遠高于調整后的電價。

創新招標在德國能源轉型中的角色

當前的能源危機使得向可再生能源的智能集成的需求重新成為關注重點，而德國的綠色發電建設正在蓬勃發展。到2023年10月底，德國已見證近12GW的新光伏裝機容量的安裝，已經超過了9GW的年度目標。2024年和2025年的年度目標甚至更高，分別達到13GW和20GW。

與此同時，系統中的高比例太陽能導致了創紀錄的負定價時段。例如，5月28日德國出現了8小時連續負定價，最高達130歐元/MWh。隨著更多光伏發電的集成，負定價將成為歐洲電力系統的常態。

這就是為什么并網發電+儲能系統可以創造增量價值。它們可以在光伏發電量最高時存儲電力，并在可再生電量最低時釋放給消費者。并網可再生發電和儲能系統減少了能源市場的波動性和價差，限制了電網擁堵和成本高昂的棄風棄光，并使整個系統更加可持續和高效。

智能招標設計變革的必要性

儲能的收入機會正在那里。不幸的是，創新招標的當前設計不允許儲能獲得這些機會。

傳統的解決方案是進一步提高創新招標上限，使其完全體現成本上升。這將給項目開發商帶來更高的付費保證，并提高項目經濟性。弊端是這可能增加上網電價付款，增加終端用戶即納稅人的成本。然而，在獨立儲能資產快速增長的國家，依賴監管機構來確定合適的上網電價不應該成為主要做法。

目前，創新招標下合同的儲能系統只能存儲并網可再生發電資產產生的電力，不能從主網充電。BNetzA實施這一規則是為了避免混合綠色電力和化石燃料電力，限制灰色電力的“綠化”。這一規則也被視為一種保障，以防止創新招標下獲得的儲能資產參與利潤豐厚的頻率調節市場（FCR），在那里它會與完全商業化的發電資產競爭。

不幸的是，目前政策制定損害了儲能技術的全部潛力，以及其整合可再生能源到電網和提供急需靈活性的能力。結果，太陽能+儲能系統在一年中的大部分時間閑置，例如在夜間和低發電冬季。取而代之的是，燃氣和燃煤發電廠被啟用以填補電力供應缺口。如果德國仍然希望在2030年將80%的總發電量來自可再生能源源，并在2035年前在電力行業實現凈零排放，這一狀況就需要改變。

儲能系統的高效利用還將降低網絡成本，因為當網絡過載無法集成更多可再生能源時，電網運營商目前正在向資產所有者支付大量的棄風棄光費用。僅2022年，德國就棄風棄光了8萬億瓦時的可再生能源，主要是風電。這是巨大的綠色電力損失，然而這些電力完全可以充電傳輸到儲能系統中，同年德國電網設施阻塞造成的費用損失高達42.5億歐元

允許儲能資產在批發市場中優化不僅會減少電網阻塞和棄風棄光情況，還將提高批發市場的效率，改善創新招標項目的經濟性，從而降低納稅人和電力消費者的成本。Fluence正積極參與（與行業利益相關者和協會共同）推動這些監管變革。

最大化并網資產的回報率

除了招標設計和技術合作伙伴外，資產使用壽命期間的性能優化是影響項目經濟性的第三大因素。

并網可再生能源和儲能資產的項目復雜性更高，需要業主和運營商仔細平衡收入最大化和成本控制。資產管理團隊面臨的挑戰通常與處理的數據量有關。對于由不同技術和OEM的多個發電廠組成的許多投資組合，傳統的人工數據收集方法會成為約束，迫使團隊尋找現代資產性能管理（APM）工具。

APM使混合可再生能源和儲能項目的業主能夠發掘隱藏的潛在性能問題，從而最小化停機時間并提高運營效率和整體資產性能。隨著APM技術的快速發展，人工智能（AI）在性能監測和完全優化方面發揮著樞紐作用。AI改進APM的一些特點與快速分析大量數據以發現團隊通過分析SCADA信號無法捕捉的復雜模式和異常的能力相關。

例如，AI通過預測電池溫度何時會高于預期來支持儲能資產的運營商。該模型預測在給定運行條件下最大電池溫度應該是多少，并在測量溫度超過該值一定甚至最小的閾值或呈現令人擔憂的趨勢時發出警告。類似的也適用于提前預測可再生發電資產的潛在故障。

結論

德國的創新招標是該國能源轉型的重要基石，因為它有助于激勵高效集成大量波動的綠色電子進入德國電力市場。支持可再生能源的建設與儲能相結合還將增強供給安全并為日益分散的能源系統引入靈活性選擇。

然而，招標的監管框架需要更好地適應當前的商業環境。隨著通脹壓力給項目業務案例帶來風險，需要更深入的措施來全面改革創新招標機制。

智能招標設計允許儲能系統從電網充電并從批發市場參與中獲得額外收入，這將改善項目經濟性，并有可能降低德國日益增加的可再生能源棄風棄光的成本。同時，項目所有者和開發商也需要與富有經驗和值得信賴的技術提供商合作，以最小化風險并最大化收益。



作者： 來源：EnergyKnowledge 責任編輯：jianping